Toczenie ślimaków walcowych

Uzębienie w ślimakach walcowych toczyć można metodą kształtową łub obwiedniową. W metodzie kształtowej zarys zębów zależy wyłącznie od kształtu i położenia narzędzia, natomiast w metodzie obwiedniowej o zarysie decydują również wzajemne ruchy narzędzia i obrabianego ślimaka.

Toczenie uzębienia ślimaka walcowego

W metodzie kształtowej ostrze noża porusza się względem ślimaka po linii śrubowej. Obrabiany ślimak obraca się w kłach tokarki (rys. powyżej), a nóż przesuwa się wraz z suportem, przy czym jednemu obrotowi ślimaka towarzyszy przesuw suportu o długość równą skokowi. Stosunek obrotów śruby pociągowej do obrotów wrzeciona jest odwrotnie proporcjonalny do stosunku skoku śruby pociągowej do skoku ślimaka. Koło zmianowe między wrzecionem i śrubą pociągową dobiera się z odpowiedniej zależności.

Dobór kół zmianowych przy znormalizowanych modułach może być utrudniony, stosunek Pz/Pp jest bowiem wtedy wielokrotnością liczby pi. Tymczasem liczby zębów kół zmianowych są liczbami całkowitymi. Jeśli w komplecie kół zmianowych znajdują się koła o 71 i 113 zębach, to zadanie doboru kół zmianowych jest stosunkowo łatwe.

Za pomocą kół o 71 i 113 zębach można więc dobrać stosunek, który jest bardzo bliski liczby pi. Jeżeli jednak w zespole kół zmianowych brak jest jednego z wyżej wymienionych kół, to przełożenie między wrzecionem i śrubą pociągową nie jest odpowiednie. Niedokładność przełożenia wywołuje błąd skoku nacinanego ślimaka.

Trzeba jednak pamiętać, że przełożenie między wrzecionem i śrubą pociągową nie jest oczywiście równe liczbie pi, a jest tylko wielokrotnością tej liczby, jak to zresztą wynika z wzoru.

Obróbkę uzębienia metodą kształtową przeprowadzać trzeba w szeregu kolejnych przejść noża. Ilość tych przejść zależy od wysokości zębów ślimaka oraz od wielkości dosuwu noża przypadającego na jedno przejście. Kierunek dosuwu noża może być albo promieniowy, albo zgodny z zarysem jednej strony zębów, albo wreszcie może być wynikiem dwóch ruchów — promieniowego i osiowego. Wybór kierunku dosuwu przesądza o kształcie przekroju warstwy skrawanej, co z kolei wpływa na gładkość toczonej powierzchni.

Podział warstwy skrawanej przy toczeniu

Do obróbki zgrubnej uzębienia trzeba użyć noża, który jest zdolny skrawać obie strony wrębu (rys. poniżej). Do pbróbki dokładnej można natomiast użyć albo noża, który jest w stanie skrawać obie strony wrębu, albo noża, który skrawa tylko jedną stronę wrębu (rys. poniżej). W ostatnim przypadku warunki powstawania wióra są korzystniejsze. Nóż taki może mieć bowiem prawidłowe kąty natarcia (rys. poniżej).

Ustawienie noża do toczenia ślimaka

Do obróbki zgrubnej uzębienia trzeba użyć noża, który jest zdolny skrawać obie strony wrębu (rys. powyżej). Do obróbki dokładnej można natomiast użyć albo noża, który jest w stanie skrawać obie strony wrębu, albo noża, który skrawa tylko jedną stronę wrębu (rys. powyżej). W ostatnim przypadku warunki powstawania wióra są korzystniejsze. Nóż taki może mieć bowiem prawidłowe kąty natarcia (rys. powyżej).

 Kształt ostrza zależy od kształtu zęba i ustawienia noża. Ślimaki Archimedesa toczy się ostrzami prostoliniowymi. Nóż dwustronnie skrawający ustawia się tak, jak pokazano na rys. powyżej, nóż jednostronnie skrawający — jak pokazano na rys. powyżej. W obu przypadkach prostoliniowe ostrze musi znaleźć się w płaszczyźnie osiowej ślimaka.

Ślimaki o prostoliniowym zarysie normalnym toczy się również nożami o ostrzach prostoliniowych, tylko inaczej ustawionymi. Zarówno nóż dwustronnie skrawający, jak i noże jednostronnie skrawające skręca się tak, aby ostrze kształtujące bok ślimaka leżało w płaszczyźnie, w której zarys ślimaka ma być prostoliniowy (rys. powyżej). Oba ostrza obrabiające przeciwległe boki wrębu, bez względu na to czy skrawają razem czy oddzielnie, muszą być styczne do powierzchni tego samego walca, jak to widać na czołowym rzucie ślimaka na rys. powyżej.

Ślimaki stożkopochodne i ślimaki ewolwentowe wymagają do toczenia uzębienia ostrzy krzywoliniowych. Prostoliniowy przekrój ślimaków ewolwentowych jest styczny do walca zasadniczego, którego średnica jest zazwyczaj zbyt duża, aby pozwalała zastosować nóż tokarski o dostatecznej wytrzymałości ostrza. Wynika więc z tego, że toczenie ślimaka ewolwentowego ostrzem prostoliniowym możliwe jest tylko wtedy, gdy średnica zasadnicza jest bardzo mała, tzn. wtedy, gdy ślimak ewolwentowy jest bardzo zbliżony do ślimaka Archimedesa.

Krzywiznę ostrzy noży tokarskich do kształtowego toczenia ślimaków ewolwentowych oraz ślimaków stożkopochodnych można określić w dwojaki sposób. Pierwszy sposób — obliczeniowy — polega na wykorzystaniu odpowiednich wzorów. Za pomocą tych wzorów określa się współrzędne osiowego zarysu. W obróbce kształtowej toczeniem z kątem y = 0 jest on identyczny z zarysem ostrza.

Drugi sposób — doświadczalny — wymaga najpierw wykonania ślimaka, np. za pomocą szlifowania. Na podstawie pierwowzoru wykonuje się wzorce oraz przeciwwzorce potrzebne do wykonania noży tokarskich.

Opisana powyżej metoda kształtowa nie wyczerpuje możliwości obróbki ślimaków toczeniem. Istnieje jeszcze metoda obwiedniowa (rys. poniżej). W tej metodzie nóż tokarski podobny jest do krążka zębatego używanego do dłutowania kół zębatych i ma zęby śrubowe. W czasie skrawania nóż obraca się i przesuwa jednocześnie tak, jak gdyby tworzył wraz z obrabianym ślimakiem parę kół śrubowych. Pochylenia powierzchni bocznych są różne po obu stronach zębów narzędzia, co zapewnia im równe kąty przyłożenia. Zarys zębów noża musi być nieco inny aniżeli zarys osiowy ślimaka, chociaż jest od niego ściśle uzależniony. Jeżeli kąt natarcia w nożu równy jest zeru, to współzależność między czołowym zarysem noża i osiowym zarysem ślimaka jest taka sama, jak między parą współpracujących kół śrubowych. Narzędzie o zębach ewolwentowych zapewnia otrzymanie ślimaka również ewolwentowego. Ślimaki Archimedesa czy ślimaki stożkopochodne wymagają natomiast noży o zarysach specjalnych. Określić je można przez wyznaczenie zarysu sprzężonego z osiowym zarysem ślimaka.

Toczenie obwiedniowe

Toczenie obwiedniowe ślimaków jest wydajniejsze od toczenia pojedynczym nożem, ale wymaga kosztowniejszego narzędzia oraz specjalnej obrabiarki. Na rys. powyżej pokazano tokarkę do obwiedniowego toczenia ślimaków walcowych.

Drukuj